青岛海湾大桥非通航孔桥下部结构设计

公路２００９年第９期

大沽河航道桥与黄岛之间的低墩区，上部结构采用

移动模架方案施工。其他区域的非通航孔桥均为

６０ｍ跨径，采用整孔吊装方案施工。非通航孔桥下

部结构设计基于上部结构的设计及施工方案，进行

有针对性的设计。

４．Ｉ下部结构设计

青岛海湾大桥５０ｍ跨径非通航孔桥根据墩高

的不同，下部结构设计有所不同，分为Ａ、Ｂ、Ｃ共３

种类型。６０ｍ跨径非通航孔桥根据墩高的不同，分为Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ共４种类型。

由于非通航桥很长，墩柱数目较多且桥墩高度变化很大，所以墩型的选择必须保持与整个工程的美学取向相协调。初步设计过程中，对花瓶形桥墩、墙式墩、Ｔ形墩、Ｙ形墩进行了综合比较研究，由于本桥低墩区引桥占很大部分，而花瓶墩（见图１）造型使非通航孔桥桥下空间得到最大限度的解放，使桥墩间的通透性大大提高，避免了因桥墩过粗给整个低墩区非通航孔桥带来繁杂与臃肿感，因此５０ｍ和６０ｍ跨径非通航孔桥墩身均采用花瓶形墩身，其中墩身厚度３ｍ以上采用空心墩，３ｍ及３ｒｎ以下采用实心墩。６０ｍ跨径引桥由于采用整孔吊装，先简支后连续，简支过程中需设置临时支座并调位，因此支座垫石高度按照墩顶到梁底为７０ｃｍ设计。

承台均采用四边形圆倒角正方形承台，边长随

圈１花瓶形墩身效果

桩基直径不同长６．４５～９．３ｍ，厚２．８～３．５ｍ，承台顶标高为０．３ｍ。

单个承台下设４根直径为１．５－－－，２．２ｍ钻孔灌注桩，桩长２４．８，＇－－７５．３ｍ。嵌岩桩桩底持力层主要为弱风化、微风化玄武岩、安山岩，桩基嵌岩深度要求见表２。摩擦桩桩底持力层主要为遇水易软化的弱风化角砾岩、弱风化泥质砂岩或弱风化砂质泥岩。

表２桩基嵌岩深度

桩长弱风化基岩微风化基岩桩长＜５０ｍ２．ＯＤ１．５Ｄ

桩长≥５０ｍ１．５Ｄ１．０Ｄ

注：表中Ｄ代表桩径，以ｍ计．

表３为非通航孔桥下部结构设计一览表。

表３非通航孔桥下部结构设计类型

墩高范围／ｍ墩身尺寸／ｍ承台尺寸跨径结构形式桩根数桩径／ｍ

ｍｌｎｍａＸ墩底墩顶

ｍＡ７．２７２１２．８４９４．Ｚ×２．Ｏ６．５４３×２．８４１．５６．４５

５０ｍＢ８．１２２１３．２７２４．２×２．４６．５４３Ｘ２．８４１．６６．９０Ｃ１４．３２２２２．２７２４．５×３．０６．５８３Ｘ３．０４１．８７．７０

Ｄ６．６１０１１．７７６４．５×２．４６．２５８×３．６４１．６６．９０

Ｅ１１．１１０２４．７６８４．５×３．Ｏ６．２５８×３．６４１．８７．７０

６０Ｉｎ

Ｆ２２．５７２３９．７３０４．８×３．６６．２９６×３．６４２．Ｏ８．５０

Ｇ３６．０７２５１．１６９５．１×４．Ｏ６．３２６×４．０４２．２９．３０

４．２下部结构分析

下部结构验算对恒载、活载、活载偏载、基础沉降、施工误差、支座摩阻力、风荷载（２０年与１００年）、波浪力、冰压力（２０年与１００年）、地震荷载按照规范进行纵、横向组合，对墩身和承台进行承载能力验算，对桩基进行单桩强度和单桩承载力验算。对结构关键施工工况进行施工期承载能力验算。

结构分析中，对于墩高在３０ｍ以上的墩身，由于墩高较高，墩身刚度较小，采用集成刚度法计算墩顶水平荷载以取代支座摩阻力。对于６０ＩＴＩ跨径引桥低墩区Ｄ类墩身，由于上部结构采用整孔吊装方案，墩顶单侧架梁对墩身产生较大的偏心弯矩，此工况为该类墩身的控制工况。

５专项设计与试验研究

５．Ｉ下部结构耐久性设计